informe 3 fluidos universidad cesar vallejo
- 1. FACULTAD DE INGENIERIA YARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INFORME ACADEMICO: Ecuación de Continuidad y Conservación de la Materia ECUACIÓN DE BERNOULLI - ECUACIÓN DE LA ENERGÍA. POTENCIA NETAY BRUTA, FACTOR DE EFICIENCIA. CURSO: MECÁNICA DE FLUIDOS ALUMNOS: Del Águila Alvarez, Juan Erick Chuquirima Flores, Anggie Llanela (NO TRABAJO) Huamán Guerrero, Ilda (NO TRABAJO) ASESOR: MBA. ING. REATEGUI RAMIREZ KELY MARGOTH TARAPOTO-PERÚ 2025
- 2. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD La ecuación de continuidad, para un fluido incompresible, establece que la masa total de un fluido que circula por un tubo, sin pérdidas ni ganancias, se mantiene constante. Un fluido incompresible es aquel cuya densidad permanece aproximadamente constante mientras fluye. Hay una forma matemática de expresar la conservación de la masa, en la ecuación de continuidad, dada por: A1∙ v1 = A2∙ v2 Donde v1 y v2 representan la velocidad del fluido en dos secciones de una tubería, mientras que A1 y A2 son las respectivas áreas de sección transversal. El producto del área de sección transversal por la velocidad recibe el nombre de caudal y la ecuación de continuidad implica que, a todo lo largo de la tubería, el caudal es constante. Al caudal también se le conoce como razón de flujo de volumen se comprende al observar con cuidado la expresión anterior, cuyas dimensiones son de volumen por unidad de tiempo. El caudal (Q): El producto del área de la sección transversal A por la velocidad del fluido V se denomina caudal y se denota como Q. Equivale al volumen de fluido por unidad de tiempo a través de la tubería, o razón de flujo de volumen: Q=A.V=V/∆t
- 3. PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA. La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. “En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos”
- 4. En física usted aprendió que la energía no se crea ni se destruye, sino que puede transformarse de una forma a otra. Éste es un enunciado de la ley de conservación de la energía. Existen tres formas de energía que siempre se consideran en el análisis de un problema de flujo en tuberías. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA—ECUACIÓN DE BERNOULLI 1. Energía potencial. Debido a su elevación, la energía potencial del elemento, en relación con algún nivel de referencia, es PE=wz donde w es el peso del elemento. 2. Energía cinética. Debido a su velocidad, la energía cinética del elemento es KE =wv2>2g 3. Energía de flujo. En ocasiones llamada energía de presión o flujo de trabajo, representa la cantidad de trabajo necesaria para mover el elemento de fluido a través de una sección de terminada contra la presión p. La energía de flujo se abrevia FE y se calcula a partir de FE=wp>g Trabajo =pAL=pV donde V es el volumen del elemento. El peso del elemento W es: w=gV donde g representa el peso específico del fluido. Entonces, el volumen del elemento es V=w/g
- 5. INTERPRETACION DE LA ECUACION DE BERNOULLI = P1 m/V = Densidad ECUACION DE BERNOULLI
- 6. Cada término de la ecuación de Bernoulli, de la figura, resultó de dividir una expresión dada para la energía entre el peso de un elemento del fluido. Las unidades para cada término son “energía por unidad de peso”. En el sistema SI, las unidades son N∙m/N y en el sistema de uso común en Estados Unidos las unidades son lbft/lb. A medida que el fluido se desplaza del punto 1 al punto 2, la magnitud de cada término puede cambiar de valor. Sin embargo, si no se pierde ni se añade energía al fluido, la carga total se mantiene en un nivel constante. La ecuación de Bernoulli se utiliza para determinar la forma en que los valores de la carga de presión, la carga de elevación y la carga de velocidad cambian a medida que el fluido se desplaza a través del sistema. Por lo general, cuando el tamaño de la sección se expande, la carga de presión aumenta debido a que la carga de velocidad disminuye.
- 7. APLICACIONES DE LA ECUACION DE BERNOULLI Procedimiento para aplicar la ecuación de Bernoulli 1. Decida qué elementos son conocidos y cuáles se deben encontrar. 2. Defina las dos secciones del sistema que se utilizarán para escribir la ecuación de Bernoulli. Una sección se elige por la cantidad de valores de datos que se conocen. La segunda sección suele ser aquella en la que se debe calcular algo. 3. Escriba la ecuación de Bernoulli para las dos secciones seleccionadas en el sistema. Es importante que la ecuación se escriba en la dirección del flujo. Es decir, el flujo debe proceder de la sección ubicada en el lado izquierdo de la ecuación hacia la sección del lado derecho. 4. Sea explícito al etiquetar los subíndices para los términos de la carga de presión, la carga de elevación y la carga de velocidad en la ecuación de Bernoulli. Debe tener en cuenta dónde se ubican los puntos de referencia del sistema en un bosquejo. 5. Simplifique la ecuación, si es posible, mediante la cancelación de términos que sean cero o de los que sean iguales en ambos lados de la ecuación. 6. Resuelva la ecuación algebraica y despeje el término deseado. 7. Sustituya las cantidades conocidas y calcule el resultado, teniendo cuidado de usar unidades consistentes durante todo el cálculo
- 8. EJEMPLO DE APLICACIÓN DE LA ECUACION DE BERNOULLI: 1. En la figura se muestra un ensamble fabricado a partir de tres tamaños diferentes de tubería de acero estándar que se lis tan en el apéndice G.2. La tubería más grande de la izquierda conduce 0.072 m3/s de agua. La “te” se ramifica en dos secciones más pequeñas. Si en la tubería de 50 mm la velocidad es de 12.0 m/s, ¿cuál es la velocidad en la tubería de 100 mm?
- 11. 2. La gasolina (sg=0.67) fluye a 0.11 m3/s en el tubo fabrica do que se muestra en la figura 6.19. Si la presión antes de la contracción es de 415 kPa, calcule la presión en el área más pequeña del tubo Datos: • Fluido: Gasolina • Q1 = 0.11 m3/s • P1 = 415 kPa • D1 = 0.15m • sgGasol: 0.67 • P2 = ¿? • D2 = 0.075m
- 14. POTENCIA NETA Y BRUTA Y FACTOR DE EFICIENCIA POTENCIA NETA O UTIL: La potencia neta es la potencia bruta menos la absorbida por los roces y el transporte de los materiales que carga. Potencia neta o útil de una bomba. POTRENCIA BRUTA: La potencia bruta es la energía representada por la cantidad de agua que pasa por segundo por delante de un observatorio dado. Potencia bruta o potencia entregada. FACTOR DE EFICIENCIA: El concepto eficiencia se usa para denotar la interacción de la potencia trasmitida por la bomba al fluido a la potencia que se suministra a la bomba. Gracias a las pérdidas de energía por fricción mecánica en los elementos de la bomba, fricción del fluido y turbulencia desmesurada en ésta, no toda la potencia de acceso se trasmite al fluido.
- 15. Conclusiones Comprender estas ecuaciones permite optimizar sistemas hidráulicos y energéticos. Son fundamentales en diseño y análisis de sistemas de fluidos. La ecuación de Bernoulli relaciona presión, velocidad y altura para estudiar el comportamiento energético del fluido. La ecuación de continuidad explica cómo varía la velocidad del fluido según el área del conducto.
- 16. GRACIAS